Templatinduzierte Herstellung von Halbleiternanostrukturen durch Phasenseparation

Mit einem neuartigen methodischen Ansatz – Phasenseparation auf vorstrukturierten Unterlagen – sollen geordnete Halbleiter-Nanostrukturen hergestellt und deren Eigenschaften untersucht werden.

Um diesen Ansatz zu realisieren, müssen zunächst Oberflächenenergiemuster auf ebenen Substraten hergestellt werden. Die dazu notwendige laterale Vorstrukturierung soll auf zwei unterschiedlichen, sich ergänzenden Wegen erreicht werden: zum einen über laserbasierte Strukturierungsverfahren, die insbesondere den Mikrometerbereich abdecken sollen, und zum anderen über AFM-basierte Strukturierungsverfahren, die speziell die Nanometerskala erreichen können. Dabei werden die Strukturen durch Entfernung und Austausch von Molekülen innerhalb einer das Substrat bedeckenden Selbstorganisierenden Monolage (SAM) hergestellt.

Ziel des Projektes ist es, die Phasenseparation in eine organische und eine anorganische Phase innerhalb eines dünnen Flüssigkeitsfilmes durch die Anwesenheit des nanofunktionalisierten Substrates zu kontrollieren und somit durch Selbstorganisation das vorherbestimmte Layout in die entstehende Phasenmorphologie zu übertragen. Die anorganische Komponente soll dabei zunächst aus einem Sol-Gel-Precursor des Halbleiters WO₃ bestehen. Im weiteren Verlauf des Projekts aber auf andere Sol-Gel-Systeme erweitert werden. Dadurch können die entstandenen Strukturen durch Tempern in Halbleiter-Nanostrukturen mit z.B. photo-, gaso- und elektrochromen Eigenschaften umgewandelt werden. So sollen erstmals durch Phasensepartion funktionelle anorganische Materialien layoutgemäß auf der Nanometerskala strukturiert werden.